Мало им орбитальной солнечной электростанции? Они решили с луны электроэнергию слать? Жесть!%)

===
Учитывая проблемы и сложности, с которыми приходится сталкиваться ученым в поисках альтернативных источников энергии на территории нашей планеты, японские инженеры решили пойти дальше и предложили использовать для нужд землян Луну.


Японская компания Shimizu недавно поделилась с общественностью деталями фантастического, но очень перспективного проекта Luna Ring эксплуатации спутника Земли. Суть его заключается в размещении на линии экватора Луны «пояса» из солнечных батарей протяженностью 11 тыс. км. У Shimizu также есть ответ на вопрос, как передать генерируемую солнечными батареями энергии. Для этих целей инженеры предлагают использовать лазеры и микроволны.


По словам инициаторов проекта, роботы сыграют важнейшую роль в постройке комплекса Luna Ring. Управлять роботами будут с Земли 24 часа в сутки. Машинам придется заняться сборкой и введением в эксплуатацию оборудования. Не исключено, что контролировать работу роботизированных комплексов и устранять неполадки будет группа космонавтов.


Читать далее...

Поверхность новой солнечной батареи под микроскопом (фото Caltech/Michael Kelzenberg).

Опытный прототип эффективной солнечной батареи, содержащей примерно в 50-100 раз меньше кремния, чем классическая, да к тому же батареи гибкой — удалось получить благодаря "свежему" сочетанию известных материалов и хитроумному структурированию ячейки. Несколько таких образцов построены в Калифорнийском технологическом институте (Caltech).

Новый массив поглощает до 96% солнечных лучей на одной из длин волн и солидные 85% от всего падающего солнечного света. Это рекорд для материалов, созданных специально для повышения доли света, "съедаемого" фотоэлектрическим преобразователем. Как отмечает один из авторов разработки Гарри Этвотер (Harry Atwater), многие материалы хорошо поглощают свет (чёрная краска хотя бы), но они не генерируют ток.

В данном случае за великолепным захватом падающих лучей следует и генерация носителей заряда. Опыт также показал очень высокую внешнюю и внутреннюю квантовую эффективность использованного полупроводника при поглощении им фотонов, иными словами — прототип батареи обладает всеми задатками, чтобы при должной доводке показать очень высокий суммарный КПД.

Но что удивительнее всего, в ряде построенных образцов такое эффективное поглощение работало при том, что собственно кремниевое покрытие занимало лишь от 2% до 10% общей площади батареи (а в основном — менее 5%), равно как и менее 5% от объёма рабочего слоя. Практически всё остальное в новой системе занимает простой прозрачный полимер. Секрет такого "чуда" — в целой армии микроскопических колонн (или проводков) из кремния, установленных перпендикулярно основанию панели.


Схема "ловушки" для солнечных лучей, построенной в Калифорнийском технологическом (иллюстрация Caltech/Michael Kelzenberg).
Читать далее...

Экспериментальный сенсор-микрочип из Мичигана в тысячу раз меньше, чем его коммерческие аналоги. Не последнюю роль в этом достижении сыграла ультракомпактная солнечная батарейка (фото Daeyeon Kim).

Если при словах "солнечная энергия" пред вашим взором предстают бескрайние поля фотоэлектрических панелей, вы видите только половину картины. Не менее интересные вещи происходят сейчас на противоположном краю шкалы. Простое масштабирование существующих систем не годится, когда речь заходит об изделиях с поперечником в считанные миллиметры, а иной раз и доли миллиметра.

Учёным, создающим микроскопические солнечные батареи, приходится "рисовать" такие системы с нуля, подбирая оригинальный дизайн и материалы. Незаметный на глаз "слоёный пирог" из полупроводников в малых масштабах работает несколько иначе — добиться хорошей эффективности тут непросто, а ведь ещё нужно подумать и о возможности недорогого серийного выпуска новинки.

Тем интереснее разработки, в которых исследователи пытаются по-новому взглянуть на строение фотоэлектрических преобразователей и, что ещё важнее, — на возможные стратегии их применения. В последнее время такие проекты растут как грибы после дождя. И самый свежий из них — "Миллиметровый и почти вечный сенсорный чип" (Millimeter-Scale Nearly Perpetual Sensor System) от лаборатории автоматизации университета Мичигана (Design Automation Lab).

Размеры новинки составляют 2,5 х 3,5 х 1 миллиметр. И в этом пространстве создатели приборчика ухитрились поместить процессор, аккумулятор и солнечную батарею. Последняя — вариация тонкоплёночной технологии от компании Cymbet.
Читать далее...

Опять учимся у природы :)

===
Голландские ученые разработали новый материал для создания солнечных батарей, в основу которого легло устройство глаз ночных бабочек.



В настоящее время у устройств, перерабатывающих энергию Солнца в электрическую энергию, есть очень существенный недостаток: большое количество энергии рассеивается в виде тепла. Низкий КПД подобных устройств делает использование солнечных батарей экономически невыгодным.

Авторы исследования решили разработать новую конструкцию батарей, позаимствовав принцип у ночных бабочек. Эти насекомые способны видеть в темноте. Глаза ночных бабочек максимально эффективно поглощают попадающие на них лучи света за счет особого покрытия, состоящего из нанотрубок с зауженными концами. По мере того, как свет проходит вдоль нанотрубок, его индекс рефракции возрастает. Другими словами, он сильнее преломляется. В результате большая часть попавшего в глаз света достигает нервных окончаний.
Читать далее...

Золотые листья не растут на деревьях, но теперь они могут собирать энергию Солнца. Группа американских инженеров-химиков извлекли фотосинтетические молекулы из растений и нанесли их на тонкие листы золота, создав искусственное фотосинтезирующее устройство.

Организмы используют процесс фотосинтеза на протяжении не менее 3,5 млрд лет, и за это время были разработаны остроумные комбинации белка и светопоглощающего красителя, которые помогают преобразовывать солнечный свет в энергию. Вместо того, чтобы заново изобретать колесо, Кейн Дженнингс (Kane Jennings) и Питер Сишельски (Peter Ciesielski) из Вандербильдского университета в Нэшвиле решили использовать эти белки для создания своего собственного фотосинтезирующего устройства.

К этой идее их подтолкнула работа Элиаса Гринбаума (Elias Greenbaum), который в конце 90-х представил протеиновый комплекс, известный как PS1, извлеченный из листов шпината и сохраняющий свои свойства после переноса на поверхность золота. "С тех пор как процесс извлечения PS1 из растений был усовершенствован, мы задумались об использовании этих светопоглощающих белков при создании искусственных листьев", — говорит Дженнингс.

Читать далее...

Идея конечно интересная. Типа приехал на работу на аккумуляторах. Развернул парус. И к вечеру аккумуляторы уже заряжены. Однако больно много места она занимает в развёрнутом виде :/ Тут и так проблема припарковаться... Сразу найдутся любители крылья то и пообламать :)

===

Необычный концептуальный проект электромобиля студента-дизайнера университета Доссбург-Ессен, (Германия) Ким Гу-Хана занял первое место в номинации лучшего использования современных технологий на всемирной выставке Interior Motives Design Awards 2008. Создатель проекта поясняет, что на его создание его вдохновила сама природа – а точнее, то как используют солнечный свет для прогрева своего тела современные пустынные ящерицы.



Помимо экстравагантного внешнего вида автомобиль, названный в честь бога солнца древних греков – Helios, способен трансформировать свою внешнюю обшивку в крылатый парус, оснащенный фотоэлементами и позволяющий в очень небольшие сроки зарядить аккумуляторы транспортного средства.

Читать далее...

Кое-какие подробности технологии позволяющей повысить КПД солнечных батарей до 80% (в перспективе).

===
<... skiped ...>
Наноантенны представляют собой крошечные клетки или спирали, установленные в специально изготовленные формы из полиэтилена. Уже были разработаны антенны, собирающие энергию низкочастотных участков электромагнитного спектра, включая микроволны, но инфракрасные лучи оставались неуловимы. Отчасти это вызвано тем, что свойства материалов значительно изменяются на высоких частотах.

Исследователи говорят, что они изучили параметры огромного числа материалов, включая золото, марганец и медь, под инфракрасными лучами и использовали эти данные для построения компьютерной модели наноантенн. Они пришли к выводу, что при верном сочетании материалов, формы и размера можно собрать до 92% энергии в инфракрасном диапазоне. Если эти данные окажутся верными, то комбинация солнечных батарей и этих наноантенн позволит превысить в более чем 2 раза эффективность самых прогрессивных солнечных батарей, уровень которой составляет около 40-50%, а у массовых моделей она и вовсе не превышает 20%.
Читать далее...

Американские учёные из Массачусетского технологического института (MIT) уже разработали технологию для использования солнечных батарей в окнах. Вот и японцы тоже что-то такое придумали. Интересно, чья технология эффективней окажется? А нельзя ли их совместить? :/

===
Японским Национальным институтом материаловедения (National Institute of Materials Science, NIMS) представлен прототип солнечных ячеек на основе нитрида бора (BN), прозрачных для видимого света. Ученые возлагают большие надежды на нитрид бора как материал для создания полупроводника с широкой запрещенной зоной и построения ультрафиолетовых лазеров и прозрачных транзисторов. Но до сих пор проблема заключалась в сложности введения примеси, необходимой для получения полупроводника, в этот нитрид.

NIMS разработал собственный процесс введения примеси в тонкую пленку нитрида бора высокой плотности для успешного получения BN/Si-гетеродиода. Прототипы солнечных ячеек, основанные на диоде, показали эффективность на уровне 2%. BN-полупроводник p-типа был получен введением кремния в качестве примеси, при этом синтезированный нитрид бора высокой плотности имеет решетку, напоминающую структуру алмаза (sp3-гибридизация).



Читать далее...

университета Монаш (Monash University), заявила о том, что ей удалось химическими методами воспроизвести ключевой процесс фотосинтеза, и это обеспечило значительное продвижение в разработке технологии использования солнечного света для расщепления воды на водород и кислород. До сих пор именно отсутствие недорогих способов получения водорода в промышленных масштабах служило одним из основных факторов, препятствующих его использованию в качестве экологически чистого топлива.

В процессе, разработанном исследователями, используются соединения марганца, так же как и в процессе фотосинтеза, происходящем в растениях. Но в живой природе под действием солнечных лучей из воды и двуокиси углерода образуется кислород и углеводы, тогда как ученые модифицировали реакцию, с тем, чтобы использовать свет для расщепления воды на ее составляющие – водород и кислород. В текущей реализации для успешного протекания процесса требуется также приложение небольшого потенциала с напряжением 1,2 В.
Читать далее...

В настоящее время максимальный КПД типичных солнечных панелей не превышает 20%. К тому же, они не могут преобразовывать солнечную энергию в электричество в ночное время, а в хмурые зимние дни их эффективность существенно снижается.

Группа ученых из Национальной Лаборатории штата Айдахо во главе со Стивеном Новаком (Steven Novack) верит в то, что их новая разработка поможет преодолеть эти недостатки традиционных солнечных панелей. Как сообщает источник, господин Новак работает над созданием технологии, с помощью которой можно будет организовать сравнительно дешевое производство двухсторонних гибких солнечных панелей с КПД до 80% (!), одна сторона которых сможет работать даже ночью.


Читать далее...

Ученые Национальной лаборатории штата Айдахо Департамента Энергетики США считают, что пластиковые листы, состоящие из миллиардов наноантенн, которые собирают тепловую энергию, выделяемую Солнцем и другими источниками, могут значительно повысить использование этого вида энергии. В дальнейшем они могут стать легкой "кожей", снабжающей энергией и гибридные автомобили, и портативные плееры, с гораздо большей эффективностью, чем у традиционных солнечных батарей.
Читать далее...

Японский институт объявил, что им удалось достигнуть эффективности величиной в 17,7% для солнечных батарей из CIGS (полупроводниковый материал, составленный из меди, иридия, галлия и селена) на гибкой подложке. Эффективность солнечных батарей, разработанных Национальным институтом передовых наук и технологий в промышленности (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST), является одной из самых высоких в мире для своего класса.

Читать далее...

Представьте себе окна, которые не только обеспечивают обзор и освещение помещений, но также используют солнечный свет для выработки электроэнергии. Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый способ использования солнечной энергии, который может позволить оконным стеклам вырабатывать электричество из солнечного света.



Вместо размещения фотоэлементов на поверхностях большой площади в новом проекте предлагается устанавливать фотоэлементы на ребрах специального стекла, собирающего солнечный свет всей своей поверхностью. Это стекло предлагается изготавливать из нескольких слоев материала, работающего по принципу органических светопоглощающих диодов. Каждый слой материала при проходе через него света поглощает определенный цвет светового спектра.
Читать далее...

Возвращение паруса в нашу жизнь? :)

===

Скутеры и автомобили уже стали на путь экологически чистых источников энергии, самое время подумать о том, чтобы на ту же стезю перевести что-нибудь более крупное, скажем, паром или лайнер. И хоть концепция корабля на солнечных батареях не нова, ее практическое воплощение еще только на подходе.



Компания Хорнблоуэр Яхтс (Hornblower Yachts) в Сан-Франциско сейчас ведет переговоры с береговой охраной США, чтобы установить систему Solarsailor на одном из их коммерческих судов. Использующий энергию солнца, ветра и волн, корабль будущего будет лишен традиционных источников энергии: никакого старомодного топлива, никаких вредных выбросов в атмосферу и никакого загрязнения окружающей среды.

На данном этапе корабль на "солнечных парусах" как нельзя кстати подходит для коротких поездок. Предварительные тесты показали, что судно движется со скоростью около 6 узлов на одной лишь энергии ветра, 6 узлов на энергии солнца, а когда два источника совмещены, скорость достигает 10 узлов.

Планируется, что корабли всерьез поднимут "паруса" и начнут перевозить пассажиров в 2009 году.

Источник

Опытная установка для проверки преобразователя света. Слева — мощная лампа, подражающая солнечному излучению в открытом космосе (фото с сайта asahi.com).

Специалисты из Института лазеров университета Осаки (Institute of Laser Engineering) и японского аэрокосмического агентства (JAXA) сделали важный шаг на пути создания космической солнечной электростанции: разработали эффективный преобразователь света.
далее